朱建涛-自主可控软硬件与开源社区推进的一点思考汇编

1、 汇报内容汇报内容 自主可控自主可控软硬件现状软硬件现状 申威平台开源软件应用情况申威平台开源软件应用情况 体会和思考体会和思考 一、国产自主软硬件现状一、国产自主软硬件现状 在国家在国家“863”863”、“核高基核高基”等项目的大力支持下等项目的大力支持下 ，国产国产基础基础软硬件软硬件取得了长足的发展，为构建自主取得了长足的发展，为构建自主 可控、安全可信的网络信息体系打下了良好基础。可控、安全可信的网络信息体系打下了良好基础。 p形成了龙芯、申威、飞腾、众志等为代表的国产形成了龙芯、申威、飞腾、众志等为代表的国产CPUCPU p形成了中标麒麟、深度、普华等为代表的自主形成了中标麒麟、深

2、度、普华等为代表的自主OSOS p形成了达梦、金仓、神舟通用为代表的国产数据库形成了达梦、金仓、神舟通用为代表的国产数据库 p形成了以金山、中标普华、永中等为代表的应用软件形成了以金山、中标普华、永中等为代表的应用软件 p初步具备初步具备从芯片从芯片设计设计到整机到整机的自主可控能力的自主可控能力 p基于开源及自研软件形成了自主可控基础软件体系基于开源及自研软件形成了自主可控基础软件体系 应用支撑 系统软件 神威虚拟机管理器 基础支撑 C/C+/Fortran编 译器及工具链 Java支撑平台 应用软件 多媒体办套件浏览器 硬件平台 申威多核处理器申威I/O套片TCM模块 DEEPIN操作系统

3、中标麒麟操作系统 系统软件：系统软件： 提供BIOS、VMM、操作系统功能， 可高效管理调度CPU、内存、进程等 各软硬件资源，可创建、管理虚拟 机并服务于安全虚拟终端 基础支撑：基础支撑： 提供各种编译器及运行时库，Java支 撑平台等。可屏蔽底层平台差异，具 备基础应用开发、编译、调试、部署、 运行、维护能力。 应用支撑：应用支撑： 已成功适配各种数据库、中间件、框 架模型等，基于应用支撑模块可构建 分布式、大规模复杂应用 数据库中间件 达梦金仓神舟东方通金蝶中创 电子邮件中文支持公数据库前端 应用软件：应用软件： 已完成办公软件、多媒体、浏览器等 应用移植，具备日常办公、娱乐、专 有业务

4、和个人事务处理能力 昆仑/百敖 BIOS 基础运行时 n国产软件与Wintel体系以及x86-Linux体系比较 u自主可控基础体系采用Linux开源移植+自主研发相结合的方式 u和Wintel体系以及X86-Linux体系比较，在软件各层次都有对应软件产品 软件类别X86 (Windows)X86 (Linux)国产自主可控 BIOSBIOS-legacy、UEFIBIOS-legacy、UEFIUEFI（百敖、昆仑） 操作系统WindowsLinuxLinux（中标麒麟、DEEPIN、睿思） 虚拟机管理器VMWareKVM，XenSWVMM（睿思） 编译器/工具链ICC、MS VC ICC

5、、GCC、 LLVM/Clang GCC，SWCC JAVA环境JDK、.NET JDK、Tomcat、Jboss、 Weblogic JDK、Tomcat、Jboss、东方通、 金蝶、中创 数据库 MS SQL Server、 Oracle MySQL、Oracle MySQL、达梦、神舟通用、人大金 仓 办公软件MS Office OpenOffice、 LibreOffice 中标普华、永中office、（金山 WPS） 浏览器IE、Firefox、ChromeFirefox、ChromeFirefox，Chrome 开发环境 Visual Studio、 Eclipse Eclipse

6、、Qt CreatorEclipse、Qt Creator 自主软硬件能力瓶颈自主软硬件能力瓶颈 对国产系统架构的支持不完 多核支持、指令特性支持 BIOS 标准C库图形库 JAVA 中间件 数据库办公软件浏览器 桌面应用 服务器基础环境 Linpack Web App OS内核 Tomcat X图形系统编译工具 图像库媒体库 GTK/GNOMEQT/KDE APP Flash媒体播放 MPI 输入法 LAMP APP 桌面基础环境 服务器应用 底层系统软件 基础软件库 国产结构的优化支持薄弱 基础C库、图形图像处理 重点软件结构性优化工作不 足 JAVA虚拟机、媒体播放器 大型应用软件适配调

7、优环节 缺失 浏览器、数据库、办公软件 亟待催生新产业链环境亟待催生新产业链环境 B/S应用C/S应用GUIApplet应用类型console Visual EclipseQtcreator开发环境Delphi MFCWTLQt开发框架FlexSSHMVC C/C+JAVAJS开发语言SQLVBA Com/ActivexCORBAWidget控件集成office 扩展 ODBCJDBCOCI数据接口 注册表/配置文件线程/消息机制进程间通信操作系统socket CPURISCCISCSIMD 应用开发和应用环境的多样性为应用迁移带来巨大挑战，具体表现在应用 类型、开发环境、开发框架、开发语言、

8、集成控件、数据接口、操作系统 与CPU依赖等方面的选择多样化 应用迁移瓶颈应用迁移瓶颈 n由于Wintel长期垄断，工具、社区、资料 丰富，开发人员、最终用户已习惯Wintel体 系 nWindows平台策略之一是鼓励通过插件机制 扩展、集成复杂应用，其核心封闭，接口开 放，导致用户难以摆脱平台制约 n已有系统不得不采用大量封闭的商业框架 uWindows SDK uMFC，WTL，.NET，VBA uFlash/Flex uActiveX控件、COM/DCOM组件 应用迁移瓶颈应用迁移瓶颈 面向国产平台的应用 CPU X86处理器向国产自主多核处理器迁移 驱动、基础软件、性能优化等与此密切相

9、关 Windows向Linux迁移 用户使用习惯，开发运行环境，控件与库支持各不相同 32位应用向64位应用迁移 变化带来的潜在正确性与性能问题 OS APP n应用迁移需跨越Windows到Linux、X86到国产CPU、 32位到64位等三大鸿沟 自主软硬件生态发展的三种模式自主软硬件生态发展的三种模式 模式技术路线典型代表 HARD自主路线；构建自主技术体系龙芯、申威 NORMAL设计微结构；依附Wintel或AA体系飞腾、君正、众志 SIMPLE合作/合资；直接继承外部体系兆芯、宏芯、海思麒麟 三种模式对比三种模式对比 模式优点缺点 HARD拥有自主发展权； 安全可控度高 利润在国内

10、技术门槛高，发展不易 构建生态环境难度极大 NORMAL技术门槛低、时间成本低 性能起点高 生态环境可依赖 自主可控度受限，安全基础不 牢靠 技术发展受限，技术更新成本 增加 SIMPLE技术门槛低、时间成本低 技术成熟、生态环境好 缺乏自主发展权 安全性难以根本突破 国产自主软硬件推进思考国产自主软硬件推进思考 p重视程度前所未有，应用需求全面开花 p应用规模迅速膨胀，推进速度超乎想象 p利益集团竞相追逐，国产品牌百花齐开 p自主体系良机难求，发展之路任重道远 汇报内容汇报内容 自主可控自主可控软硬件现状软硬件现状 申威开源软件应用情况申威开源软件应用情况 编译器编译器 JAVAJAVA 其

11、它其它 体会和思考体会和思考 编译器编译器 支持的处支持的处 理器理器 操作系统操作系统语言标准语言标准 最新版本最新版本 （发布时间）（发布时间） 开源社区开源社区研发团队研发团队 Intel IccIntel Icc X86、IA 等平台 Windows Mac OS X Linux C+11 OpenMP3.1 14.0 （2013年10月） 商业编译 器 闭源 Intel开发团 队 IBM XLIBM XLPower AIX SUSE/Redhat/ Fedora C11、C+11 F2003/2008 OpenMP3.1 XL C/C+ 12.1 XL Fortran 14.1 （2

12、012年） 商业编译 器 闭源 中国研发团队 北美研发团队 PathscalePathscale X86-64等 平台 Redhat/Ubunt u C+11 F2003/2008 OpenMP2.5 EKOPath5 （2013年12月） EKOPath4 开源 EKOPath5 闭源 PathScale Inc GCCGCC多平台 绝大多数 类Unix平台 C11/全部C+11 F2003/F2008 OpenMP4.0（F） 5.2.1 （2015年7月1日） 活跃开源社区 Open64Open64多平台Linux C99 F95 OpenMP3.0 5.0 （2011年11月） 201

13、2起 已经不更 新 开源社区 Clang/LLVMClang/LLVM多平台 Mac OS X FreeBSD 全部C+11 3.4.2 （2014年6月19日） 活跃开源社区 n绝大多数Linux平台标配的编译器，支持主流的编程语言 n对新语言标准的支持具有很强的时效性 n开源社区非常活跃，新技术新功能更新快 n移植开发升级有保障，全世界都在做贡献 n主要开源OS发行版的GCC工具链基本上都是跟着GCC最新版本走 OSGCCASASLDGLIBC 最新版 Centos7.03.522.23.522.17 ubuntu5.512.25.512.21 fedora

14、5.512.25.512.21 debian5.512.25.512.21 n功能 q建立一整套SW64分支（configure、机器描述、架构处理等） q添加并完善申威指令集支持 q添加并支持架构相关的语言扩展 q解决架构无关代码与申威架构的兼容性问题 q移植库及工具链：基础C库（Glibc）、编译工具集、GDB等 q有效支持各种语言在申威平台的编译运行支持（GO语言等） n性能 q量身订做一系列申威指令集定制优化，如SIMD、访存、预取等 q基础C库针对申威架构重新优化适配 q自行开发了一整套高效数学库、多精度库 n效果 qGCC与申威平台良好适配 qSPE

15、C标准测试集在申威平台的性能明显提升 n组队：2011年初抽调二进制翻译、编译器、操作系统相 关精兵强将组建Java虚拟机研发团队 n研发思路： q基于OpenJDK7，难点是HotSpot虚拟机移植 q横向拓展：以Java虚拟机为核心逐步拓展支持外围工具，支持 Java应用的本地编译、调试、调优等功能，完成与集成开发环境 联调 q纵向优化：深耕细作，解决多线程优化及一系列偶发疑难问题 ，大幅提升Java虚拟机自身稳定性 q从纵向和横向两个方面进行产品化充实完善 n功能：2012年通过JCK兼容性测试包，顺利与东方通等 中间件适配，可支持桌面、服务端、Applet等各类Java 应用 n性能：2013年完成性能优化版（申威410） SPECJVM2008测试结果 nLinux操作系统核心 n各种设备驱动 nFirefox浏览器 n谷歌Chromium浏览器 n开发平台：QT、ECLIPSE等 n移植工作量大 n代码